KR20110037034A - 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 - Google Patents

도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛은, 광을 가이드 하는 베이스부; 및 상기 베이스부의 발광면에 형성되며, 정점영역이 오목한 반구 형태인 단면을 갖는 렌즈패턴을 포함한다.
도광판, 광학 플레이트, 백라이트 유닛

Description

도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛{LIGHT GUIDING PLATE AND BACKLIGHT UNIT USING THE SAME}
실시예는 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
표시장치들 중에는 영상을 표시하기 위해서, 광을 발생시킬 수 있는 백라이트 유닛을 필요로 하는 장치가 있다.
백라이트 유닛은 액정 등을 포함하는 표시패널에 광을 공급하는 장치로서, 발광장치와 발광장치에서 출력된 광을 액정 측에 효과적으로 전달하기 위한 수단들을 포함한다.
발광장치로는 LED(Light Emitted Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 적용될 수 있다. 그리고, 발광장치에서 출력된 광을 표시패널 측에 효과적으로 전달하기 위한 도광판이 사용되고 있다.
실시예는 광의 균일도를 향상시키고 광효율을 증가시킬 수 있는 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예에 의한 도광판은, 광을 가이드 하는 베이스부; 및 상기 베이스부의 발광면에 형성되며, 정점영역이 오목한 반구 형태인 단면을 갖는 렌즈패턴을 포함한다.
실시예에 의한 백라이트 유닛은, 발광소자; 상기 발광소자의 광을 가이드 하는 베이스부; 및 상기 베이스부의 발광면에 형성되며, 정점영역이 오목한 반구 형태인 단면을 갖는 렌즈패턴을 포함한다.
실시예에 의하면, 광의 균일도를 향상시키고 광효율을 증가시킬 수 있는 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예에 따른 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 대해서 상세하게 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 도광판의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 도광판은, 광의 진행 경로를 가이드 하는 평판 베이스부(100)와 평판 베이스부(100)의 발광면에 형성되어 광의 특성을 향상시키는 렌즈부(200)를 포함한다.
평판 베이스부(100)는 광을 가이드 하는 특성을 갖는 투명한 물질로 구성될 수 있다. 예컨대, 평판 베이스부(100)는, 폴리카보네이트-계열 레진(polycarbonate-serises resin, PC), 폴리메틸메타크릴레이트-계열 레진(polymethylmethacrylate-serises resin, PMMA), 메타크릴레이트-스틸렌 코폴리머(methacrylate-styrene copolymer, MS) 등의 물질로 형성될 수 있다.
렌즈부(200)는 평판 베이스부(100)의 발광면에 형성된 복수개의 렌즈패턴(205)을 포함한다. 렌즈패턴(205)의 단면은 반구 형태를 가지며 정점부는 오목하게 형성된다. 정점부가 오목한 반구 형태로 형성된 경우, 렌즈패턴(205)을 통해 출사되는 광이 전반사 되어 다시 렌즈패턴(205) 내로 입사되는 것을 상당부분 방지할 수 있다. 또한, 오목한 정점부를 중심으로 양측 이 볼록한 형태를 가짐으로 광 지향각이 130 정도로 광분산 효과가 우수하다. 이러한 렌즈부(200)는 실리콘 등의 물질을 이용하여 형성할 수 있다.
렌즈패턴(205)의 설계 팩터는 평판 베이스부(100)의 두께와 재질 및 적용된 발광소자의 특성 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예컨대, 1내지 2mm정도의 평판 베이스부(100)가 적용되는 경우, 렌즈패턴(205)의 단면에서 지름(R)은 100nm 이상으로 설정될 수 있고, 높이(H)는 20nm 이상으로 설정될 수 있다. 여기서, 렌즈패턴(205)의 정점부에 형성된 오목부의 높이는 전체 높이(H)보다 작은 범위로 설정될 수 있다. 렌즈부(200)는 평판 베이스부(100)에 광을 공급하는 발광소자의 위치와 배열 등에 따라, 렌즈패턴(205)들 간 이격 간격(g)과 배열 밀도 등이 다양하게 변형될 수 있다.
도 2 및 도 3은 제1실시예에 따른 도광판의 요부 확대 사시도와 평면도로서, 렌즈패턴을 와이어 형태로 형성한 경우를 예시한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 와이어형 렌즈패턴(215)은 오목한 중심선(217)의 양 측면을 따라 볼록한 렌즈가 와이어 형태로 형성될 수 있으며, 그 단면은 정점부가 오목한 반구 형태로 형성될 수 있다.
와이어형 렌즈패턴(215)은 평판 베이스부(110)의 일 방향으로 1개 혹은 그 이상 복수개가 평행하게 배열되어 렌즈부를 형성할 수 있다. 와이어형 렌즈패턴(215)은 정점부가 오목한 반구 형태를 갖게 된다. 이에 따라, 평판 베이스부(110)로부터 와이어형 렌즈패턴(215)을 투과하여 출광된 광은, 지향각이 크고 광분산 효과가 우수하다. 여기서, 와이어형 렌즈패턴(215)이 형성된 영역과 형성되지 아니한 영역은 광 분산 효과가 상이하기 때문에, 와이어형 렌즈패턴(215)의 배열 간격(g-1, g-2)을 조절함으로써, 도광판 전체의 광분포가 균일해지도록 조절할 수 있다.
예컨대, 도광판의 중앙영역에 광원이 위치한 경우, 광원과 근접한 위치일 수록 와이어형 렌즈패턴(215)의 배열 간격을 좁게(g-1) 설정하고, 광원과 원격한 위치일 수록 와이어형 렌즈패턴(215)의 배열 간격을 넓게(g-2) 설정할 수 있다.
도 4 및 도 5는 제2실시예에 따른 도광판의 요부 확대 사시도와 평면도로서, 렌즈패턴을 반구 형태로 형성한 경우를 예시한 것이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 반구형 렌즈패턴(225)은 정점부에 오목부(227)를 갖는 반구 형태로 형성될 수 있으며, 평판 베이스부(120) 상에 다양한 형태로 배열될 수 있다.
반구형 렌즈패턴(225)의 전체 형상은 반구 형태로서 정점부에는 오목부(227)가 형성되고, 그 단면 또한, 정점부가 오목한 반구 형태로 형성될 수 있다. 반구형 렌즈패턴(225)은 평판 베이스부(120) 상에 1개 혹은 그 이상의 복수개가 배열되어 렌즈부를 형성할 수 있다.
평판 베이스부(120)로부터 반구형 렌즈패턴(225)을 투과하여 출광된 광은, 지향각이 크고 광분산 효과가 우수하다. 여기서, 반구형 렌즈패턴(225)이 형성된 영역과 형성되지 아니한 영역은 광 분산 효과가 상이하기 때문에, 반구형 렌즈패턴(225)의 배열 간격(g-1, g-2)을 조절함으로써, 도광판 전체의 광분포가 균일해지도록 조절할 수 있다.
예컨대, 도광판의 중앙영역에 광원이 위치한 경우, 광원과 근접한 위치일 수록 반구형 렌즈패턴(225)의 배열 간격을 좁게(g-1) 설정하고, 광원과 원격한 위치 일 수록 반구형 렌즈패턴(225)의 배열 간격을 넓게(g-2) 설정할 수 있다.
한편, 상술한 설명에서는 렌즈패턴의 배열 간격을 조절하여 광분포를 조절하는 경우를 예시하고 있지만, 렌즈패턴의 크기를 조절하여 광분산 효과를 조절하는 것도 가능하며, 렌즈패턴의 배열 및 크기를 함께 조절하여 렌즈부를 형성하는 것도 물론 가능하다.
도 6 내지 도 8은 본 실시예에 따른 도광판(230, 240, 250)이 적용된 백라이트 유닛의 조광 상태도로서, 반구형 렌즈패턴(235, 245, 255)을 포함하는 렌즈부의 구성들을 예시한 것이다.
도 6은 제1실시예에 따른 도광판(230)이 적용된 백라이트 유닛의 조광 상태도로서, 광원(300)이 중앙에 위치한 경우를 예시하고 있다.
광원(300)은 LED 등의 점광원을 포함할 수 있으며, 다양한 개수의 광원(300)이 설치될 수 있다.
이러한 경우, 도광판(230)의 중앙영역(g-1)에는 렌즈패턴(235)들을 상호 근접한 위치에 조밀하게 배열하고 외곽영역(g-2)에는 렌즈패턴(235)들을 상호 원격한 위치에 배열할 수 있다.
도광판(230)의 가로 방향에 대해 중앙영역은 근접하고 외곽영역은 원격한 직선을 설정하고, 세로 방향에 대해서도 가로 방향에 대해 중앙영역은 근접하고 외곽영역은 원격한 직선을 설정하면, 가로/세로 직선이 교차하는 점(C)이 설정된다. 해당 교차점(C)에 렌즈패턴(235)을 배열하면 도광판(230)의 중앙영역을 중심으로 렌즈패턴(235)을 규칙성 있게 배열할 수 있다.
이와 같이, 도광판(230)의 중앙에 광원(300)이 위치한 경우, 도광판(230)의 중앙영역(g-1)에는 렌즈패턴(235)들을 상호 근접한 위치에 조밀하게 배열하고 외곽영역(g-2)에는 렌즈패턴(235)들을 상호 원격한 위치에 배열할 수 있다. 이에 따라, 도광판(230)의 중앙영역의 광이 상대적으로 많이 분산 되어, 외곽영역과 중앙영역의 광분포가 균일해 지도록 조절할 수 있다.
도 7은 제2실시예에 따른 도광판(240)이 적용된 백라이트 유닛의 조광 상태도로서, 광원(300)이 도광판(240)의 모서리 일 측에 위치한 경우를 예시하고 있다.
광원(300)은 LED 등의 점광원을 포함할 수 있으며, 다양한 개수의 광원(300)이 설치될 수 있다.
광원(300)이 설치된 도광판(240)의 일 측 모서리 영역에는 렌즈패턴(245)들을 상호 근접한 위치에 조밀하게 배열하고 외곽영역에는 렌즈패턴(245)들을 상호 원격한 위치에 배열할 수 있다.
도광판(240)의 가로/세로 방향에 대해 광원(300)과 근접한 영역은 근접하고 광원(300)과 원격한 영역은 원격한 직선을 설정하면, 가로/세로 직선이 교차하는 점(C)이 설정된다. 해당 교차점(C)에 렌즈패턴(245)을 배열하면 광원(300)이 설치된 도광판(240)의 모서리 영역을 중심으로 렌즈패턴(245)을 규칙성 있게 배열할 수 있다.
이와 같이, 도광판(240)의 모서리 측에 광원(300)이 위치한 경우, 광원(300)과 근접한 영역의 렌즈패턴(245)들은 상호 근접한 위치에 조밀하게 배열하고, 광원(300)과 원격인 영역의 렌즈패턴(245)들은 상호 원격한 위치에 배열할 수 있다. 이에 따라, 도광판(240)에 공급되는 광이 전체적으로 균일해 지도록 조절할 수 있다.
도 8은 제3실시예에 따른 도광판(250)이 적용된 백라이트 유닛의 조광 상태도로서, 광원(300)이 도광판(250)의 모서리 4측에 위치한 경우를 예시하고 있다.
광원(300)은 LED 등의 점광원을 포함할 수 있으며, 도광판(250)의 각 모서리에 다양한 개수의 광원(300)이 설치될 수 있다.
광원(300)이 설치된 도광판(250)의 4측 모서리 영역에는 렌즈패턴들을 상호 근접한 위치에 조밀하게 배열하고 외곽영역(g-2)에는 렌즈패턴들을 상호 원격한 위치에 배열할 수 있다.
도광판(250)의 가로/세로 방향에 대해 광원(300)과 근접한 영역은 근접하고 광원(300)과 원격한 영역은 원격한 직선을 설정하면, 가로/세로 직선이 교차하는 점(C)이 설정된다. 해당 교차점(C)에 렌즈패턴을 배열하면 광원(300)이 설치된 도광판(250)의 모서리 영역을 중심으로 렌즈패턴을 규칙성 있게 배열할 수 있다.
이와 같이, 도광판(250)의 모서리 4측에 광원(300)이 위치한 경우, 도광판(250)의 외곽영역에는 렌즈패턴(255)들이 상호 근접한 위치에 조밀하게 배열하고, 도광판(250)의 중앙영역에는 렌즈패턴(255)들이 상호 원격한 위치에 배열할 수 있다. 이에 따라, 도광판(250)의 4측 모서리 영역의 광이 상대적으로 많이 분산 되어, 외곽영역과 중앙영역의 광분포가 균일해 지도록 조절할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 도광판은, 정점부가 오목한 반구 형태인 단면을 갖는 렌즈패턴을 포함하며, 렌즈패턴은 광원의 위치에 따라 다양한 형 태로 배열된다. 이에 따라, 백라이트 유닛의 광의 균일도를 향상시키고 광효율을 증가시킬 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 도광판의 단면도.
도 2는 제1실시예에 따른 도광판의 요부 확대 사시도.
도 3은 도 2의 도광판의 평면도.
도 4는 제2실시예에 따른 도광판의 요부 확대 사시도.
도 5는 도 4의 도광판의 평면도.
도 6은 제1실시예에 따른 도광판이 적용된 백라이트 유닛의 조광 상태도.
도 7은 제2실시예에 따른 도광판이 적용된 백라이트 유닛의 조광 상태도.
도 8은 제3실시예에 따른 도광판이 적용된 백라이트 유닛의 조광 상태도.

Claims (12)

  1. 광을 가이드 하는 베이스부; 및
    상기 베이스부의 발광면에 형성되며, 정점영역이 오목한 반구 형태인 단면을 갖는 렌즈패턴을 포함하는 도광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    상기 정점영역에 오목한 중심선을 갖는 와이어 형태로 형성된 도광판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    상기 베이스부의 일 방향에 대해 평행하게 배열되는 도광판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    적어도 둘 이상의 상기 렌즈패턴이 각기 상이한 이격 간격을 가지고 배열되는 도광판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    상기 정점영역에 오목부를 갖는 반구 형태로 형성된 도광판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    적어도 둘 이상의 상기 렌즈패턴이 각기 상이한 이격 간격을 가지고 배열되는 도광판.
  7. 발광소자;
    상기 발광소자의 광을 가이드 하는 베이스부; 및
    상기 베이스부의 발광면에 형성되며, 정점영역이 오목한 반구 형태인 단면을 갖는 렌즈패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    상기 정점영역에 오목한 중심선을 갖는 와이어 형태로 형성된 백라이트 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    상기 발광소자의 위치에 따라, 적어도 둘 이상의 상기 렌즈패턴이 각기 상이한 이격 간격을 가지고 평행하게 배열되는 백라이트 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    상기 발광소자의 위치와 근접한 영역 일수록 상호 근접한 위치에 배열되는 백라이트 유닛.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    상기 정점영역에 오목부를 갖는 반구 형태로 형성된 백라이트 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은,
    상기 발광소자의 위치와 근접한 영역 일수록 상호 근접한 위치에 배열되는 백라이트 유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109212657A (zh) * 2017-07-07 2019-01-15 三星显示有限公司 光学构件、包括其的显示装置和制造该光学构件的方法

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CN109212657A (zh) * 2017-07-07 2019-01-15 三星显示有限公司 光学构件、包括其的显示装置和制造该光学构件的方法

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